DE2950305C2

DE2950305C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Regenerieren eines mit Koks verunreinigten fluidisierbaren Katalysators

Info

Publication number: DE2950305C2
Application number: DE2950305A
Authority: DE
Inventors: Anthony Granville Arlington Heights Ill. Vickers
Original assignee: UOP LLC
Current assignee: Honeywell UOP LLC
Priority date: 1978-12-14
Filing date: 1979-12-14
Publication date: 1987-03-26
Also published as: YU40769B; AU5379879A; AU531366B2; ES486902A0; GB2042923B; US4219442A; FR2443878B1; DE2950305A1; NL7909038A; CA1139730A; ES8100101A1; MX154217A; GB2042923A; YU317079A; ZA796762B; BR7908217A; IT1125975B; JPS5815015B2; ES8104380A1; FR2443878A1

Description

Beim Kracken mit fluidisierbarem Katalysator scheidet sich auf dem Katalysator nach und nach Koks ab. Dieser besteht aus Wasserstoff, Kohlenstoff und anderen Stoffen, wie z. B. Schwefel, und vermindert die katalytische Aktivität. Aus diesem Grund wird der Katalysator kontinuierlich aus der Reaktionszone abgezogen, mit einem Sauerstoff enthaltenden Gas zur Oxidation des Kokses behandelt, wobei eine beträchtliche Wärmemenge freigesetzt wird, und sodann in regeneriertem Zustand wieder zur Reaktionszone zurückgeführt. Beispielsweise wird hierzu auf die US-PSen 40 35 284, 39 53 175, 38 98 050, 38 93 812, 40 32 299, 40 33 728 und 40 65 269 verwiesen.
Ein Verfahren zum Regenerieren eines mit Koks verunreinigten fluidisierbaren Katalysators durch Einführen eines Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgases und des mit Koks verunreinigten Katalysators im unteren Bereich einer Verbrennungszone und Oxidation des Kokses darin unter Bildung von heißem regeneriertem Katalysator und heißem Rauchgas ist in der DE-OS 23 30 802 beschrieben.
Die Umwandlungsgeschwindigkeit in der Reaktionszone wird durch die Temperaturregelung, die Aktivität des Katalysators und dessen Menge in dieser Zone (d. h. das Verhältnis von Katalysator zu Öl) gesteuert. Die üblichste Temperaturregulierung erfolgt durch Regulierung der Geschwindigkeit der Katalysatorzirkulation aus der Regenerationszone zu der Reaktionszone, wodurch gleichzeitig das Verhältnis Katalysator/Öl erhöht wird.
Eine Erhöhung der Koksablagerungen auf verbrauchtem Katalysator infolge der Verwendung bestimmter Rohstoffe erhöht die Temperaturdifferenz zwischen dem Reaktor und dem Regenerator und die Temperatur des regenerierten Katalysators. Deshalb wird eine Verlangsamung der Katalysatorzirkulation erforderlich, um die gleiche Reaktortemperatur aufrechtzuerhalten. Diese führt aber ihrerseits zu einer Verminderung der Umwandlung, wodurch es notwendig wird, bei einer höheren Reaktortemperatur zu arbeiten, um die Umwandlung auf dem gewünschten Niveau zu halten. Dies erfordert einen Wechsel in der Gewinnungs- bzw. Förderereinrichtung. Außerdem tritt bei den Katalysatoren gewöhnlich über 760 bis 788°C ein starker Aktivitätsverlust ein. Auch können Turbinen gewöhnlich Rauchgase bei Temperaturen über 704 bis 732°C nicht tolerieren.
Bekannte Verfahren zur Wärmeentnahme verwenden im allgemeinen mit Kühlmittel gefüllte Schlangen innerhalb eines Regenerators, die den regenerierten Katalysator oder das Rauchgas kühlen. Eine solche Kühlung ist beispielsweise in der US-PS 39 90 992 beschrieben.
Probleme treten bei Kühlanlagen auf, wenn aufgrund unterschiedlicher Rohstoffe die Mengen der Koksablagerung schwanken. Wenn wenig Koks abgelagert wird, führen sie zu viel Wärme ab. Dies führt zu einer niedrigeren Temperatur des aus dem Regenerator austretenden, regenerierten Katalysators als erwünscht. Die erforderliche Katalysatorzirkulationsgeschwindigkeit, um die gewünschte Reaktionstemperatur zu halten, steigt und kann die mechanischen Grenzen der Anlage überschreiten. Die Koksproduktionsgeschwindigkeit ist dabei höher als notwendig, und die niedrigere Temperatur führt zu einem weniger wirksamen Verbrennen des Kokses in der Regenerationszone, was zu einer größeren Restkoksmenge auf dem regenerierten Katalysator führt. Die bekannten Wärmeentnahmeeinrichtungen komplizieren auch das Anfahren bekannter Anlagen, um den Regenerator auf sein Betriebstemperaturniveau zu bringen, erheblich.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, in einem Verfahren zum Regenerieren eines mit Koks verunreinigten fluidisierbaren Katalysators die Temperatur im oberen Teil der Verbrennungszone, die Wärmeentnahme aus der Regenerier-Vorrichtung und die Temperatur des regenerierten Katalysators gut steuern zu können. Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß den Ansprüchen gelöst.
Das Regenerationsverfahren und die Regenerationsvorrichtung gemäß der Erfindung erbringen die Vorteile eines leichteren und schnelleren Anfahrens, erlauben die Aufrechterhaltung einer Rauchgastemperatur, welche für die Energiewiedergewinnung kühl genug ist, erzeugen einen genügend heißen regenerierten Katalysator, um die gewünschten Rohstoffumwandlungsgeschwindigkeiten in der Reaktionsszone bei vernünftigen Katalysatorzirkulationsgeschwindigkeiten aufrechtzuerhalten, und ermöglichen eine leichte Steuerung sowohl der Temperatur des regenerierten Katalysators als auch der Menge der aus dem Regenerator entnommenen Wärme.
Nach einer Ausführungsform wird mindestens ein Teil des kühleren, regenerierten Katalysators aus der Wärmeentnahmezone abgezogen und dieser Teil des kühleren, regenerierten Katalysators in die Verbrennungszone eingeführt.
Zweckmäßig steuert man die Temperatur des regenerierten Katalysators durch eine Wärmeentnahmeeinrichtung, die teilweise in die Wirbelschicht in der Wärmeentnahmezone eintaucht, wobei die Eintauchtiefe reguliert werden kann.
Die Temperatursteuerung erfolgt zweckmäßig mit folgenden Maßnahmen:

1. Abziehen des erforderlichen regenerierten Katalysators ausschließlich aus der Wärmeentnahmezone, wenn die gewünschte Temeratur auf der unteren Grenze des Temperaturbereiches liegt,
2. Abziehen des erforderlichen regenerierten Katalysators ausschließlich aus dem oberen Bereich der Verbrennungszone, falls die gewünschte Temperatur an der oberen Grenze des Temperaturbereiches liegt,
3. Abziehen eines Teils des erforderlichen regenerierten Katalysators aus der Wärmeentnahmezone, Abziehen des verbleibenden Teils aus dem oberen Bereich der Verbrennungszone und Vermischen dieser Teile in derart ausgewählten Verhältnissen, daß man die gewünschte Temperatur erhält, wenn diese gewünschte Temperatur innerhalb der oberen und unteren Grenzen des Temperaturbereiches liegt.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung verbindet eine Katalysatorrückführleitung die Wärmeentnahmekammer mit dem unteren Teil der Verbrennungskammer. Günstigerweise ist auch eine zweite Katalysatorrückführleitung von dem oberen Teil zu dem unteren Teil der Verbrennungskammer vorgesehen.
Weiterhin günstig ist eine Mischleitung, die den oberen Teil der Verbrennungskammer mit der Einlaßleitung für verbrauchten Katalysator verbindet.
Nach einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Wärmeentnahmerichtung im wesentlichen vertikale Leitungen auf, die ein wärmeabsorbierendes Material enthalten und in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Inneren der Wärmeentnahmekammer stehen.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eine Regenerier-Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Verbrennungszone einer anderen Ausführungsform und
Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch die Verbrennungszone nach einer anderen Ausführungsform.
In Fig. 1 ist eine Regenerier-Vorrichtung gezeigt, die eine vertikale Verbrennungszone 1 und eine Wärmeentnahmezone 2 besitzt. Mit Koks verunreinigter Katalysator tritt in die Regenerier-Vorrichtung durch die Leitung 4 über das Strömungs- Steuerventil 5 ein. Das Regenerationsgas tritt in Leitung 3 ein und vereinigt sich mit dem mit Koks verunreinigten Katalysator aus Leitung 4 und mit regeneriertem Katalysator aus Leitung 20, bevor es zu einem Verteiler 6 gelangt, der im unteren Teil der Verbrennungszone 1 angeordnet ist.
Ein Gemisch aus Regenerationsgas, regeneriertem Katalysator und mit Koks verunreinigtem Katalysator tritt aus dem Verteiler 6 aus und gelangt innerhalb der Verbrennungszone 1 nach oben. Die Bedingungen innerhalb der Verbrennungszone sind derart ausgewählt, daß das Regenerationsgas und der Koks sich chemisch verbinden, um ein Rauchgas zu bilden, welches den Katalysator relativ frei von Koks zurückläßt.
Die Katalysatorsammeleinrichtung 8 ist in einem oberen Teil der Verbrennungszone 1 und nahe ihrer Oberfläche 7 und des Durchgangs 11 angeordnet. Ein Teil des regenerierten Katalysators innerhalb der Verbrennungszone wird durch die Katalysatorsammeleinrichtung 8 gesammelt und tritt aus der Verbrennungszone durch die Abzugsleitung 9 und das Steuerventil 10 aus. In der Katalysatorsammeleinrichtung 8 im Überschuß zu dem, welcher durch Leitung 9 abgezogen wurde, gesammelter Katalysator strömt zurück in die Verbrennungszone und wird wieder von dem Verbrennungsgas mitgenommen. Der verbleibende Teil des regenerierten Katalysators in der Verbrennungszone 1, der nicht durch die Leitung 9 abgezogen wurde, tritt aus der Verbrennungszone mit Rauchgas durch den Durchgang 11 aus und trifft auf den Umlenker 12, der dazu dient, das Rauchgas in der Wirbelschicht in der Wärmeentnahmezone zu verteilen.
Die Wärmeentnahmezone 2 ist über der Verbrennungszone 1 angeordnet und steht mit dieser über den Durchgang 11 in Verbindung. Innerhalb der Wärmeentnahmezone 2 sind folgende Teile angeordnet: die Wärmeentnahmeeinrichtung 21, Einrichtungen 14, 15 für den Abzug von Katalysator, Sammeleinrichtungen 17 und Rückführleitung 18, 20, die Katalysatorwirbelschicht 13 und eine Katalysatorabtrenneinrichtung 23. Die Druckfühler 35 und 37 sind mit Niveauabfühl- und -steuervorrichtung 34 mittels Leitungen 36 bzw. 38 verbunden. Die Niveauabfühl- und -steuervorrichtung 34 ist mit dem Strömungs-Steuerventil 5 mittels Leitung 39 verbunden. Die Temperatursteuervorrichtung 42 steht in Verbindung mit dem Temperaturfühler 40 mittels Leitung 41 und ist mit dem Steuerventil 19 mittels Leitung 43 verbunden. Die Temperatursteuervorrichtung 44 ist mit dem Temperaturfühler 47 mittels Leitung 45 und mit dem Steuerventil 32 mittels Leitung 46 verbunden.
Rauchgas und regenerierter Katalysator, die in die Wärmeentnahmezone 2 durch den Durchgang 11 eingetreten sind, vermischen sich mit fein verteiltem Katalysator in der Wirbelschicht 13. Einrichtungen 14, 15 zum Abziehen von Katalysator sind mit dem Steuerventil 16 für die Steuerung der Geschwindigkeit des Katalysatorabzugs verbunden. Das Oberflächenniveau der Wirbelschicht 13 kann indirekt dadurch angehoben oder abgesenkt werden, daß man den Fluß durch das Strömungs-Steuerventil 5 reduziert bzw. erhöht. Die Niveauabfühl- und -steuervorrichtung 34 bestimmt das Niveau der Wirbelschicht 13 aufgrund der Druckunterschiede, welche durch die Druckfühler 35 und 37 gemessen werden. Veränderungen der Schichtdicke und/oder Schichttiefe in der Wirbelschicht ergeben einen sich verändernden Druckunterschied. Die Vorrichtung 34 hält ein bestimmtes Niveau in der Wirbelschicht 13 durch Betätigung des Steuerventils 5 ein. Das Anheben und Absenken des Niveaus der Wirbelschicht 13 erhöht bzw. vermindert das Ausmaß des Eintauchens der Wärmeentnahmeeinrichtung 21 in die Schicht 13. Rauchgas tritt aus der Schicht 13 aus, nimmt eine kleine Menge regenerierten Katalysators mit sich und tritt in den Einlaß 22 der Katalysatorabtrenneinrichtung 23 ein, wo der mitgenommene Katalysator von dem Rauchgas getrennt wird. Das so von dem mitgenommenen Katalysator befreite Rauchgas tritt aus der Wärmeentnahmezone 2 durch den Auslaß 24 aus. Der abgetrennte Katalysator kehrt zur Wirbelschicht 13 über die Leitungen 25 und 26 zurück.
Die an das Steuerventil 19 anschließende Rückführleitung 18 ist dazu vorgesehen, daß ein Katalysatorstrom aus der Wirbelschicht 13 zum Regenerationsgaseinlaß 3 geführt und dabei gesteuert werden kann. Die Temperatursteuervorrichtung 42 bestimmt die Temperatur des Katalysators in der Leitung 9 und bestätigt das Steuerventil 19 derart, daß eine bestimmte Temperatureinstellung erhalten wird.
Die Mischleitung 33 verbindet die Leitung 15 mit der Leitung 9 derart, daß aus der Wärmeentnahmezone 2 in Leitung 15 abgezogener Katalysator durch das Steuerventil 32 abstromig vom Steuerventil 10 in die Leitung 9 gelangen kann. Die Temperatursteuervorrichtung 44 bestimmt die Temperatur des Katalysators in Leitung 9 und betätigt das Steuerventil 32 derart, daß eine bestimmte Temperatureinstellung erreicht wird.
In Fig. 2 ist eine andere Mischleitung 26&min;, 28 mit dem Steuerventil 27 gezeigt. Diese Mischleitung ist vorgesehen, um einen Fluß regenerierten Katalysators aus der Abzugsleitung 9 zur Leitung 4 für mit Koks verunreinigten Katalysator vorzusehen.
In Fig. 3 ist alternativ eine Rückführleitung 29, 31 gezeigt, welche eine nicht veränderbare Strömungs-Reguliereinrichtung 30 hat. Diese Leitung ist vorgesehen, um einen Fließweg für regenerierten Katalysator aus der Katalysatorsammeleinrichtung 8, innerhalb der Verbrennungszone 1, zu einem unteren Teil der Verbrennungszone zu bekommen.
Die Funktion der in der Zeichnung gezeigten Vorrichtungen ist folgende: Gemäß Fig. 1 tritt Regenerationsgas, welches Luft oder ein anderes Sauerstoff enthaltenes Gas sein kann, in die Leitung 3 ein und vermischt sich mit dem mit Koks verunreinigten Katalysator, welcher in Leitung 4 eintritt, und mit regeneriertem Katalysator aus Leitung 20. Das sich ergebende Gemisch wird durch die Verteilereinrichtung 6 unten in die Verbrennungszone 1 eingeführt. Der mit Koks verunreinigte Katalysator enthält gewöhnlich 0,1 bis 5 Gew.-% Koks. Koks besteht vornehmlich aus Kohlenstoff, kann jedoch zwischen 5 und 15 Gew.-% Wasserstoff und ebenso Schwefel und andere Stoffe enthalten. Das Regenerationsgas und der mitgenommene Katalysator strömen von dem unteren Teil der Verbrennungszone 1 nach oben. Obwohl nicht zwingend für die Erfindung, ist hier eine verdünnte Phase, d. h. ein Gemisch von Katalysator und Gas mit einer Dichte von weniger als 481 kg/m³ und typischerweise von 32 bis 160 kg/m³ am wirksamsten für die Koksoxidation. Während das Katalysator- Gas-Gemisch innerhalb der Verbrennungszone 1 hochsteigt, wird Verbrennungswärme der Koksverbrennung freigegeben und von dem nun relativ kohlenstofffrei regenerierten Katalysator absorbiert.
Der aufsteigende Strom von Katalysator und Gas trifft auf die Oberfläche 7 auf, und durch dieses Auftreffen erfolgt eine Veränderung der Fließrichtung des Stromes. Es ist bekannt, daß ein Auftreffen eines fluidisierten Teilchenstromes auf eine Oberfläche den Strom veranlaßt, daß er sich um einen gewissen Winkel dreht, was zur Abtrennung eines Teils des darin befindlichen festen Stoffes aus dem Strom führen kann. Das Auftreffen des Stromes von Katalysator und Gas auf die Oberfläche 7 innerhalb der Verbrennungszone 1 bewirkt also, daß ein Teil des heißen regenerierten Katalysators, der in der Verbrennungszone fließt, sich innerhalb der Katalysatorsammeleinrichtung 8 sammelt. Diese Einrichtung kann ein ein konusförmiger Trichter oder ein Gefäß mit einer beliebigen anderen Gestalt sein. Die gasförmigen Produkte der Koksoxidation, überschüssiges Regenerationsgas, Rauchgas und der nicht aufgefangene Teil des heißen regenerierten Katalysators strömen durch den Durchgang 11 und treten in die Wirbelschicht 13 in der direkt benachbarten Wärmeentnahmezone 2 ein. Die Dichte der Wirbelschicht 13 wird auf mindestens 480 kg/m³ gehalten. Dies begünstigt erheblich den Wärmeübergang von der Wirbelschicht zu der Wärmeentnahmeeinrichtung 21. Letztere ist vorgesehen, um Wärme aus der Wirbelschicht mit dichter Phase abzuziehen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die Wärmeentnahmeeinrichtung Leitungen von im wesentlichen vertikaler Ausrichtung, wobei das Innere dieser Leitungen gegenüber dem Inneren der Wärmeentnahmezone abgedichtet ist und in diesen Leitungen ein wärmeabsorbierendes Material, wie z. B. Wasser, fließt. Sie absorbieren Wärme durch indirekten Wärmetausch. Sobald der Wärmeübergangskoeffizient für den Querschnitt der Leitungen, die in der Wirbelschicht eingetaucht sind, viel höher ist als für den Querschnitt der Leitungen, die über der Schicht liegen, wird die Eintauchtiefe und damit die entnommene Wärmemenge verändert. Die Eintauchtiefe kann durch geeignete Einrichtungen verändert werden, wie durch vertikale Verschiebung der Wärmeentnahmeeinrichtung innerhalb der Wärmeentnahmezone. Bei dieser Ausführungsform wird die Oberfläche der Wirbelschicht 13 und mithin das Ausmaß des Eintauchens der Wärmeentnahmeeinrichtung 21 über die Tätigkeit des Strömungs-Steuerventils 5 gesteuert, und sich daraus ergebende Schwankungen des Katalysatorniveaus in dem Reaktor oder dem Katalysatorabscheider sind erlaubt.
Wenn jedoch sehr unterschiedliche Rohstoffe verarbeitet werden, die sehr unterschiedliche Koksmengen enthalten, so daß eine sehr unterschiedliche Wärmeentnahme erforderlich ist, wird zusätzlicher Katalysator zugegeben, um eine erhebliche Erhöhung des Niveaus der Wirbelschicht 13 zu ermöglichen, ohne das Katalysatorniveau in dem Reaktor oder Katalysatorabscheider zu verlieren.
Es versteht sich, daß es nicht notwendig ist, Änderungen im Katalysatorbestand der Wärmeentnahmezone vorzunehmen, um eine Anpassung an relativ kleine Veränderungen in dem Koksniveau auf dem verbrauchten Katalysator vorzunehmen. In diesem Falle läßt man die Betriebstemperatur in der Wärmeentnahmezone über einen Bereich von z. B. 28°C variieren, bevor irgendwelche Einstellungen des Niveaus erforderlich sind, und diese Temperaturveränderung stellt dann automatisch die Menge der entfernten Wärme ein. Obwohl die Temperatur in der Wärmeentnahmezone über einen Bereich von z. B. 28°C sich verändern kann, bleibt die Temperatur der Verbrennungseinrichtung und des Katalysators, welcher durch die Sammeleinrichtung 8 abgezogen wird, unverändert.
Der heiße regenerierte Katalysator in der Wärmeentnahmezone wird durch die Wärmeentnahmeeinrichtung 21 gekühlt. Der gekühlte regenerierte Katalysator kommt in Kontakt mit dem heißen Rauchgas, welches durch die Wirbelschicht in der Wärmeentnahmezone nach oben steigt. Dieser Kontakt führt zu einem Wärmeaustausch zwischen dem heißen Rauchgas und dem kühleren regenerierten Katalysator. Das so abgekühlte Rauchgas tritt aus der Wirbelschicht 13 aus und durch den Einlaß 22 in die Katalysatorabtrenneinrichtung 23 ein. Diese kann aus einem oder mehreren Zyklonseparatoren bestehen, wie schematisch in Fig. 1 gezeigt ist. Der von dem Rauchgas abgetrennte Katalysator kehrt durch die Leitungen 25 und 26 in die Wirbelschicht 13 zurück. Das abgekühlte Rauchgas tritt über die Leitung 24 aus der Wärmeentnahmezone 2 aus.
Die Rückführleitung 18 ist an einem Ende mit einem unteren Teil der Wärmeentnahmezone und am anderen Ende mit einem unteren Teil der Verbrennungszone verbunden. Der regenerierte Katalysator gelangt durch diese Leitung, wobei die Fließgeschwindigkeit aus der Wärmeentnahmezone 2 in die Verbrennungszone 1 durch das Steuerventil 19 gesteuert wird und eine Wärmesenke für die Reduktion und damit Steuerung der Verbrennungszonentemperatur geschaffen wird. Die Fließgeschwindigkeit des regenerierten Katalysators wird gesteuert, um eine konstante Temperatur des Katalysators aufrechtzuerhalten, der von der Leitung 9 abgezogen wird, oder eine konstante Temperatur des Gemisches von Rauchgas und Katalysator aufrechtzuerhalten, welches durch den Durchgang 11 gelangt. Diese Temperaturen liegen gewöhnlich im Bereich zwischen 704 und 760°C .
Eine Einrichtung 14 kann innerhalb der Wärmeentnahmezone 2 für den Abzug des regenerierten Katalysators vorgesehen sein.
Der heiße regenerierte Katalysator wird in Leitung 9 zur Reaktionszone mit einer Geschwindigkeit zurückgeführt, die ausreicht, um die erforderliche Temperatur in der Reaktionszone aufrechtzuerhalten. Es ist deshalb äußerst erwünscht, daß die Temperatur des heißen regenerierten Katalysators optimal steuerbar ist. Es ist möglich, den Katalysator mit der Temperatur der Verbrennungszone durch die Katalysatorsammeleinrichtung 8 oder mit der der Wärmeentnahmezone durch die Katalysatorsammeleinrichtung 14 zu nehmen. Wenn keine dieser Temperaturen für die Reaktionszone optimal ist, dann kann eine Temperatur zwischen diesen zwei Werten dadurch erhalten werden, daß man die Leitung 33 mit dem Steuerventil 32 verwendet. Die Leitung 33 ist eine Mischleitung, mit der kühlerer Katalysator eingeführt wird, um die Temperatur des letzteren zu erniedrigen, bevor dieser in die Reaktionszone zurückkehrt.
Die Leitung 18 ist für die Einführung des kühleren regenerierten Katalysators in die Verbrennungszone 1 vorgesehen, um die Temperatur innerhalb der Verbrennungszone zu steuern. Es kann auch wünschenswert sein, den Temperaturanstieg in der Verbrennungszone möglichst klein zu halten, was zu einem geringeren Temperaturanstieg in der Regenerationszone führt.
Fig. 2 zeigt eine andere Mischleitung 26&min;, 28 mit dem Steuerventil 27. Diese Mischleitung führt heißen regenerierten Katalysator zu einer unteren Stelle der Verbrennungszone zurück. Dies hebt die Temperatur des unteren Bereiches der Verbrennungszone an.
Eine andere Art, um einen minimalen Temperaturanstieg in der Verbrennungszone und eine erhöhte Temperatur der unteren Verbrennungszone zu bewirken, ist in Fig. 3 gezeigt. Heißer regenerierter Katalysator, welcher durch die Katalysatorsammeleinrichtung 8 an einer heißeren, oberen Stelle der Verbrennungszone gesammelt worden ist, kann direkt zu einer kühleren unteren Stelle der Verbrennungszone zurückgeführt werden, um dort die Temperatur anzuheben. Fig. 3 zeigt eine zweite Rückführleitung 29, 31. Diese ist an einem Ende mit der Katalysatorsammeleinrichtung 8 verbunden, und das andere Ende steht in offener Verbindung mit einer unteren Stelle der Verbrennungszone. Nach Fig. 3 ist eine Strömungsbeschränkungseinrichtung 30 in der zweiten Rückführleitung angeordnet. Eine solche Strömungsbeschränkungsvorrichtung ist erwünscht zur Steuerung des Anstiegs der Temperatur der Verbrennungszone durch Steuerung der Geschwindigkeit des inneren Rückführens von heißem regenerierten Katalysator. Die Einrichtung 30 kann ein Steuerventil, eine Drossel oder irgendeine andere geeignete Einrichtung zur Veränderung der Strömung sein.

Beispiel

Das folgende Beispiel arbeitet mit einer Vorrichtung nach Fig. 1. Sie verarbeitet verbrauchten Katalysator aus einer Reaktionszone, die als Rohstoff ein atmosphärisches Rückstandsöl krackt. In der nachstehenden Tabelle sind die innerhalb der Leitung fließenden Ströme entsprechend den Bezugszahlen der in Fig. 1 gezeigten Leitungen tabellarisch aufgeführt. °=c:230&udf54;&udf53;vu10&udf54;&udf53;vz22&udf54; &udf53;vu10&udf54;
Es sei bemerkt, daß bei diesem speziellen Betrieb der Rohstoff zur Reaktionszone ein atmosphärisches Rückstandsöl ist, welches eine relativ hohe Koksproduktion hervorbringt. Eine solche Koksproduktion und folglich eine außergewöhnlich hohe Wärmeentwicklung in der Verbrennungszone machten das Rückführen von 1 642 652 kg/h kühleren regenerierten Katalysators aus der Wärmeentnahmezone zur Verbrennungszone notwendig, um die maximale Temperatur der Verbrennungszone auf 760°C zu begrenzen.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird der ganze Katalysator, der zurückgeführt wird, aus der Katalysatorsammeleinrichtung 8 mit 749°C abgezogen. Erforderlichenfalls könnte der Katalysator aus der Wärmeentnahmezone mit 566°C abgezogen werden. Dies würde zu einer erheblichen Steigerung der Katalysatorzirkulationsgeschwindigkeit zum Reaktor führen, um die 566°C des Reaktors aufrechtzuerhalten. Ferner könnte sowohl die Temperatur in der Verbrennungszone als auch in der Wärmeentnahmezone über einen Bereich von 56°C bis 83°C durch geeignete Veränderungen der Wärmeentnahmeoberfläche in der Wärmeentnahmezone sowie Zirkulationsgeschwindigkeiten der verschiedenen gezeigten Ströme eingestellt werden.
In den Leitungen 26 oder 29 wurde bei der dargestellten Ausführungsform keine Strömung gezeigt, da diese nur dazu dienen, den Temperaturanstieg in der Verbrennungszone zu reduzieren, und keinen Einfluß auf das gesamte Wärmegleichgewicht des Regenerationssystems haben.
Wie in der Tabelle gezeigt, wird der heiße regenerierte Katalysator aus der Verbrennungszone mit 749°C abgezogen, während das Rauchgas aus der Wärmeentnahmezone mit 677°C austritt, d.h. kühler als der heiße regenerierte Katalysator und gut unter der Vorsichtsgrenze von 704°C, welche für Energiewiederaufbereitungssysteme gefordert wird, ist.

Claims

1. Verfahren zum Regenerieren eines mit Koks verunreinigten fluidisierbaren Katalysators durch Einführen eines Sauerstoff enthaltenden Regenerationsgases und des mit Koks verunreinigten Katalysators im unteren Bereich einer Verbrennungszone und Oxidation des Kokses darin unter Bildung von heißem regenerierten Katalysator und heißem Rauchgas, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) einen Teil des heißen regenerierten Katalysators im oberen Bereich der Verbrennungszone sammelt und abzieht,

b) das heiße Rauchgas und den Rest des heißen regenerierten Katalysators zu einem unteren Bereich einer Wärmeentnahmezone überführt und den Katalysator darin als Wirbelschicht mit einer Dichte von mindestens 480 kg/m³ hält,

c) dem heißen regenerierten Katalysator in der Wärmeentnahmezone unter Gewinnung von kühlerem regeneriertem Katalysator Wärme entzieht und

d) die Temperatur des entnommenen regenerierten Katalysators im Bereich zwischen der Temperatur des heißen und der Temperatur des kühleren regenerierten Katalysators durch das Abziehen entsprechender Mengen an regeneriertem Katalysator aus der Wärmeentnahmezone oder aus der Verbrennungszone und deren anschließende Vereinigung steuert.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer vertikal ausgerichteten Verbrennungskammer, die eine in ihren unteren Teil mündende Einlaßleitung für verbrauchten Katalysator und Regeneriergas und in ihrem oberen Teil Katalysatorsammeleinrichtungen besitzt, gekennzeichnet durch

a) eine erste Katalysatorentnahmeleitung (9) in Verbindung zu der Katalysatorsammeleinrichtung (8) der Verbrennungskammer (1),

b) eine Wärmeentnahmekammer (2), die in Verbindung mit der Verbrennungskammer (1) angeordnet ist,

c) eine in der Wärmeentnahmekammer (2) angeordnete Wärmeentnahmeeinrichtung (21),

d) eine zweite Katalysatorentnahmeleitung (15) an einem Ende der Wärmekammer (2) und

e) eine Mischleitung (33), die ein Ende der zweiten Entnahmeleitung (15) mit einem Ende der ersten Entnahmeleitung (9) verbindet.